CN105191292B - 与非压缩视频一起传输边带数据的方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一些用于传输包含视频数据的数据帧中的边带信息的技术与机制。在实施例中，经由硬件互连在两个设备之间交换数据帧，该硬件互连可兼容接口规范的物理层需求。该接口规范标识了包含总共X个连续水平行的垂直消隐数据和总共Y个连续水平行的包含视频数据的数据的数据帧格式。在另一个实施例中，该数据帧的垂直消隐数据仅包括(X‑N)个连续水平行的数据。该数据帧的有效数据包括N个水平行的包含边带数据的数据以及Y个额外水平行的包含视频数据的数据。

Description

与非压缩视频一起传输边带数据的方法、装置和系统
背景
1.技术领域
本发明的实施例总地涉及数据通信的领域，尤其但不排他地涉及格式化用于数据流的数据。
2.背景技术
在某些系统中，可在音频/视频(AV)设备之间的数据链上传送数据。例如，可从第一设备发送AV数据流至第二设备，其中第二设备可利用内容数据或者将这样的数据传送至另一个设备。
在数据转换操作中，正在被传送的数据流可从第一格式改变为第二格式，其中接收设备需要以不同于处理第一格式中的数据的方式将数据翻译并处理为第二格式。
数据流中嵌入的某些类型的信息(本文总地称为边带信息)通常不支持这样的数据流对于多种高清晰度(“HD”)数字AV格式的转换。当数据流的垂直消隐间隔(VBI)包括闭路字幕信息、图文电视信息或其他这样的边带信息时，数据流对于可与高清晰度多媒体接口(HDMI)规范或移动高清晰度连接(MHL)规范兼容的格式的转换导致边带信息被轻易地去掉。否则，这样的边带信息必须被AV源设备预先处理，解码然后将边带信息与对应的视频数据混合，其中包含混合的视频数据的所得数据流然后以HD格式被发送到数字 AV接收器设备。因此，全数字电视在HD数据流的垂直消隐时期不接收边带信息。然而，边带信息的解码与混合对AV源设备需要附加的复杂性和资源负载。
附图说明
本发明的多种实施例通过示例的方式但不作为限制在附图中被示出，在附图中：
图1是根据实施例示出用于交换AV通信的系统的元素的框图。
图2是根据实施例示出要转换的数据帧的元素的混合式框-时序图。
图3是根据实施例示出用于转换数据帧的方法的元素的流程图。
图4是根据实施例示出用于转换数据帧的设备的元素的框图。
图5A是根据实施例示出要处理的数据帧的元素的混合式框-时序图。
图5B是根据实施例示出要交换的数据帧的元素的混合式框-时序图。
图6是根据实施例示出数据帧的交换的元素的时序图。
图7是根据实施例示出数据帧的交换的元素的时序图。
图8是根据实施例示出数据帧的交换的元素的时序图。
图9是根据实施例示出用于产生数据帧的方法的元素的流程图。
图10是根据实施例示出用于处理数据帧的设备的元素的框图。
图11A-11D是根据实施例示出用于传输边带信息的相应的数据分组的元素的图表。
具体实施方式
本文所讨论的实施例以不同的方式作出、使用或提供了在非压缩数字 AV上下文中传输边带信息的逻辑。例如，某些实施例提供了包含第二视频数据的第二数据帧，该第二数据帧是基于包含第一视频数据和第一边带数据的第一数据帧来产生的。可在第一数据帧的消隐间隔中接收第一边带数据。在实施例中，第二数据帧包括基于第一边带数据的第二边带数据，例如，其中，第二边带数据处于第二数据帧的有效(active)帧部分中。基于第一边带数据进行的第二边带数据的产生可包括：二次采样第一边带数据中的一些值或全部值。
如本文所使用的，术语“AV接收器(sink)”或仅仅是“接收器”指的是从其他设备接收AV信息的设备的特征。相应地，术语“AV源”或仅仅是“源”指的是向其他(接收器)设备提供AV信息的设备的特征。
如本文所使用的，“音频/视频”或“AV”指的是涉及音频内容或视频内容的特征，或者涉及音频内容和视频内容两者的特征。例如，AV信息可包括音频数据和/或控制信息以及视频数据和/或控制信息中的一些或全部。在实施例中，AV设备除了与另一个设备交换AV信息之外，还可被操作来向用户呈现音频内容和/或视频内容。本文相对于数据帧的视频数据讨论了多个实施例。例如，这样的数据帧还可包括音频数据，尽管多个实施例不限于此。
根据实施例的AV设备包括通信逻辑以依照一些接口标准在一个或多个方面交换AV数据。作为示例而非限制，这样的通信逻辑可经由连接器和/ 或互连来交换AV数据，可兼容HDMI标准(诸如由Sunnyvale，CA的HDMI Licensing,LLC在2011年10月发布的HDMI 1.4b标准)、移动高清晰度连接 (MHL)标准(诸如由Sunnyvale,CA的MHL Consortium在2013年3月发布的MHL 2.1规范)、数字视频接口(DVI)标准(诸如由Vancouver,WA的 DigitalDisplay Working Group在1999年4月2日发布的DVI 1.0标准)、显示端口(DisplayPort)标准(诸如由Newark,CA的Video Electronics Standards Association在2012年5月发布的DisplayPort 1.2a标准)等中的一个或多个。某些实施例不限于根据目前现有的非压缩视频接口规范而交换的进程通信。例如，这样的实施例可多样地应用于根据其他非压缩视频接口规范而交换的通信，例如该其他非压缩视频接口规范包括具有诸如本文所讨论的特征的数据帧格式。
在实施例中，这样的通信逻辑可实现在不同的时候与不同的接口标准兼容的通信，其中所有这样的通信经由相同的连接器。例如，通信逻辑可包括：第一逻辑，检测HDMI设备的存在并与其通信；第二逻辑，检测MHL设备的存在并与其通信，其中第一逻辑与第二逻辑的相应检测和通信功能彼此不冲突或妨碍。例如，这样的通信逻辑可被称为“MHL准备好的HDMI(MHL-ready HDMI)”“HDMI/MHL”等。本文在根据HDMI接口标准而交换AV信息的上下文内讨论了多种实施例的特征。然而，这样的讨论根据不同的实施例可被扩展为应用于多种另外的或替代的接口标准中的任何一个以用于交换AV数据。
如本文所使用的，术语“数据帧”指的是数据的逻辑分组，例如其中数据帧的开端与末端由相应的控制信号、时间间隔等来指示每一个，或者数据帧的开端与末端与相应的控制信号、时间间隔等相关联。在实施例中，数据帧包括视频数据以及分组的(packetized)数据(或“数据岛”)与未分组的控制数据两者以多样地帮助这样的音频/视频数据的处理。例如，数据帧可包括本文中所称的“消隐数据”，其在数据帧的消隐间隔(或“消隐时期”)期间被传输，例如水平消隐间隔或垂直消隐间隔。数据帧可进一步包括本文中所称的“有效数据”，区别于消隐数据。本文使用了术语“有效帧”以指数据的全部有效数据，而本文使用了术语“视频帧”以指数据帧的全部视频数据。术语“行(line)”指的是数据帧中包含的数据的逻辑分组，例如其中一个或多个控制信号区别属于第一行的一组数据和属于第二行的另一组数据。参考数据的行，根据常规用法使用了术语“水平”和“垂直”以区别数据帧中数据的逻辑分组的不同类型。
图1根据实施例示出用于交换AV信息的系统100的元素。系统100 可包括视频源110、视频接收器160以及包含逻辑(例如，硬件、固件和/或执行软件的任意多种组合)以多样地帮助视频源110与视频接收器160之间的AV 通信的转换器设备130。在实施例中，视频源110与设备130是系统100的单个较大设备(未示出)的相应组件。例如，一个实施例可通过转换器设备130 来完全实现。另一个实施例可通过单个设备来完全实现，其中视频源110与转换器设备130是该单个设备的组件。还有一个实施例可通过系统100作为整体来实现。任何其他的实施例可根据本文所讨论的技术来可选地实现。
在实施例中，视频源110包括一个或多个常规的AV源设备的功能。作为说明而非限制，视频源110可包括功能，该功能包括但不限于个人计算机 (平板、笔记本、便携式、台式等)、可携式摄像机、智能手机、电子游戏机、电视机、监视器、显示器、机顶盒、家庭影院接收器等的功能。在实施例中，视频源110是这样的AV源设备的组件，例如硬盘驱动器、固态驱动器、总线、输入端口等等。可选地或另外，视频接收器160可包括一个或多个常规接收器设备的功能，该一个或多个常规接收器设备包括但不限于电视机、监视器、显示器等。在实施例中，视频源110进一步能够多样地提供一个或多个常规AV 接收器设备的功能，和/或视频接收器160进一步能够多样地提供一个或多个常规AV源设备的功能。
视频源110可向转换器设备130发送包含第一数据帧的通信120。在实施例中，通信120依照支持一个或多个类型的边带数据的格式，例如其中第一帧的消隐数据包括这样的边带数据。作为说明而非限制，通信120的第一数据帧可依照标准清晰度AV格式，诸如480i、576i、模拟电视格式或者甚至是支持消隐时期中的边带通信的高清晰度格式。
在实施例中，第一数据帧的消隐时期包括边带数据，而第一数据帧的有效帧包括视频数据。通信120的控制数据可将第一数据帧的消隐时期与用于传输有效数据的一个或多个时期区分开。作为说明而非限制，通过垂直同步 (VSync)控制信号、水平同步(HSync)控制信号、和/或一个或多个数据使能(DE)信号(例如包括水平DE信号、垂直DE信号和/或其逻辑组合)可将消隐时期与有效数据时期区分开。
转换器设备130可产生第二通信150，包括至少部分地基于通信120 的第一帧的第二帧。在实施例中，转换器设备130是与视频源110和视频接收器160中的一个或两者直接耦合的硬件互连设备，例如其中转换器设备130包括电缆以及这样的电缆的一端处的连接器壳(未示出)，该连接器壳包括提供本文所讨论的数据帧转换功能的逻辑。
在实施例中，通信150的至少一部分经由硬件互连，可兼容用于传输非压缩视频数据的接口规范(为简洁起见，本文简单地称之为“非压缩视频接口规范”)的物理层要求。作为说明而非限制，硬件互连可兼容HDMI、MHL 或其他这样的规范中的一个或多个中所确定的连接器、电缆和/或其他硬件需求。
非压缩视频接口规范可确定(例如规定或参考)数据帧格式，例如要求相应的每像素位数、每行像素数、每帧行数、用于水平消隐间隔、垂直消隐间隔、有效数据帧、视频数据帧的相应时间周期数等。
在实施例中，非压缩视频接口规范中确定的数据帧格式包括垂直消隐间隔(VBI)中的数据的总共X个连续水平行，其中X为整数。可选地或另外，这样的数据帧格式可包括有效帧，该有效帧包含总共Y个水平行的视频数据，其中Y为另一整数。如果存在的话，音频数据可分布在Y行的有效数据的X 行的VBI与水平消隐时期上。数据帧格式可能不能将有效帧与视频帧区别开，例如根据数据帧格式，有效帧中的所有数据是视频数据的情况。
通信150的第二帧可包括一格式，该格式是非压缩视频接口规范所确定的数据帧格式的修改的版本。作为说明而非限制，第二数据帧可包括有效帧，该有效帧包含除了视频数据以外的数据，例如包括第二边带数据。例如，第二数据帧的有效帧可包括视频数据，该视频数据包含总共Y水平行的数据；并且进一步包括N个水平行的第二边带数据，其中N为整数。第二数据帧的视频数据可包括本文所称的“原始”视频数据，即多个像素中的相应的一个的一序列非压缩像素颜色值。相比之下，有效帧的边带数据可包括不同于像素颜色值的值，例如包括图文电视信息、闭路字幕信息、Macrovision信息等。边带原始数据可经由视频的Luma信道来传输，尽管某些实施例不限于此。
例如，第二数据帧的原始视频数据可在以未分组的格式的通信150中传送。在实施例中，第二数据帧的垂直消隐时期可包括总共(X-N)个水平行的数据。第二边带数据的产生可包括执行第一边带数据的一些值或全部值的二次采样，尽管某些实施例不限于此。
图2根据实施例示出数据帧200的元素，其中一个或多个数据帧被转换器设备不同地处理。数据帧200中的一个或多个可由具有转换器设备130的一些或全部特征的设备来处理。例如，可在通信120中发送数据帧200。在实施例中，处理数据帧200中的一个是为了产生第二数据帧(未示出)，其中第二数据帧的有效帧包括视频数据以及除了这样的视频数据以外的边带数据。
可根据AV规范来格式化数据帧200，该AV规范支持边带数据在数据帧的消隐时期中的传输。例如，可根据与576i、480i等兼容的格式来安排数据帧200。在实施例中，根据这样的AV规范的数据帧的传送包括连续地发送多个水平行的数据，例如由数据帧中传送的或利用数据帧传送的一个或多个控制信号来多样地指示水平行的(和/或这样的行的某些部分的)数据的类型的情况。例如，这样的控制信号的时序可将多种消隐间隔数据与有效数据彼此区分开。这样的AV规范可支持在消隐间隔中提供边带数据以及在有效帧中提供视频信息，该有效帧不同于垂直消隐时期。
在由数据帧200所表示的示例中，数据帧205a包括垂直消隐间隔VB 220a、水平消隐间隔240a以及包含视频数据230a的有效帧。类似地，数据帧 205b可包括垂直消隐间隔VB220b、水平消隐间隔240b以及包含视频数据230b 的有效帧。例如，在576i的情况下，视频数据230a可跨越288水平行的数据 (例如这样的288水平行的某些部分包括除了视频数据230a以外的水平消隐数据的情况)而VB 220a可包括24或25水平行的数据。然而，根据不同的实施例可使用额外的或更少的水平行来多样地传输视频数据230a与VB 220a中的任一个或每一个。
当水平数据使能控制信号HDE 210与垂直数据使能控制信号VDE 212 被断言时，可指示数据帧205a的视频数据。另外或可选地，当VDE 212没有被断言时可指示诸如VB220a的垂直消隐间隔。另外或可选地，当HDE 210 没有被断言而VDE 212被断言时可指示水平消隐时期(例如水平消隐间隔HB 240a中的一个)。水平消隐间隔可跨越水平同步控制信号HSYNC 212的脉冲、在这样的脉冲之前的预定的前边沿时期以及在这样的脉冲之后的预定的后边沿时期。另外或可选地，垂直消隐间隔可跨越垂直同步控制信号VSYNC 214 的脉冲、在这样的脉冲之前的预定的前边沿时期以及在这样的脉冲之后的预定的后边沿时期。Hsync可在垂直消隐时期期间被周期性地断言。
在实施例中，垂直消隐间隔VB 220a、VB 220b包括相应的边带数据 SB 222a、SB222b。例如，SB 222a、SB222b中的任一个或每一个可包括相应的边带(例如闭路字幕)数据。通常，如果可用的话，这样的边带数据包含于垂直消隐时期的水平行，该垂直消隐时期是VSYNC 214之后的后边沿时期期间。
图3根据实施例示出用于处理数据帧方法300的元素。例如，方法300 可由提供转换器设备300的功能的设备来执行。在实施例中，方法300在具有数据帧205a的(和/或数据帧205b的)一些或全部特征的数据帧上工作。
在310处，方法300可包括接收第一数据帧的第一边带数据和第一数据帧的第一视频数据。可在第一垂直消隐时期期间接收第一边带数据，例如在每个不同于第一垂直消隐时期的一个或多个有效数据时期期间接收第一视频数据中的一些或全部的情况。作为说明而非限制，第一垂直消隐时期、第一边带数据和第一视频数据可分别为VB 220a、SB 222a和视频数据230a。
在实施例中，在320处，方法300包括基于所接收的第一数据帧而产生第二数据帧。产生第二数据帧320可包括或者基于所接收的第一边带数据的二次采样。这样的二次采样可包括对于所接收的第一边带数据的给定值产生两个信号，每一个信号提供了该给定值的相应不同的表示。
在330处，方法300可进一步包括操作，该操作经由可与非压缩视频接口规范的物理层需求兼容的硬件互连传送第二数据帧。例如，在320处产生第二数据帧可包括转换第一数据帧的一个或多个部分(例如包括转换第一视频数据)以在至少某些方面与该非压缩视频接口规范所述的帧格式的多种特征兼容。非压缩视频接口规范可以是HDMI规范或MHL规范，尽管某些实施例不限于此。在实施例中，非压缩视频接口规范中所述的数据帧格式包含总共X个连续水平行的垂直消隐数据和其他总共Y个连续水平行的包含视频数据的数据，其中X为第一整数而Y为第二整数。
在实施例中，在340处，操作330包括在数据禁止时期传送垂直消隐数据，包括仅传送(X-N)个连续水平行的数据，其中N为第三整数。例如，数据禁止时期可以是垂直消隐时期，其中在垂直消隐时期中传送的水平行的总数等于(X-N)。数据禁止时期可通过诸如VDE216的数据使能信号的值来限定或指示。数据使能信号可将第二数据帧的垂直消隐时期与另一个时期(在本文中被称为数据使能时期)区别开，该另一个时期用于传送第二数据帧的其他水平行，包括视频数据。
在350处，操作330可进一步包括在数据使能时期发生的传送。数据使能时期可区别于操作340的数据禁止时期，例如通过诸如VDE 216的数据使能信号的转变。例如，数据使能时期可以是用于基于第一边带数据传送第二边带数据的时期，包括传送N水平行的数据。350处的传送可进一步包括传送第二数据帧的水平行，包括视频数据。350处的传送可包括传送非压缩视频数据，包括传送Y个水平行的数据。
图4根据实施例示出用于处理包含边带数据的数据帧的设备400的元素。例如，设备400可包括转换器设备130的一些特征或全部特征。在实施例中，设备400通过执行方法300的一些操作或全部操作来处理数据帧。
设备400可包括接收器电路RX 410以接收输入405，该输入405包括通信120的一个或多个特征。例如，输入405可包括含有数据禁止时期的数据帧(例如垂直消隐间隔)，包括闭路字幕数据或其他边带数据。数据帧可进一步包括含有视频数据的有效数据帧。RX 410可包括逻辑以将输入405的一个或多个部分标识为边带数据。例如，在输入405的边带数据被分组的情况下，RX 410的逻辑可检测分组的报头(或其他信息)，指示了边带数据类型。可选地或另外，RX 410可标识数据帧的格式包括专用于边带数据的传输的特定时间间隔。RX410可基于这样的时间间隔标识所接收的数据帧的边带数据。
在实施例中，RX 410向设备400的处理电路420提供第一边带数据 430，该第一边带数据430基于所接收的数据帧的边带数据。作为说明而非限制，RX 410可执行多路分解以分离用于导向处理电路420的边带数据。在实施例中，RX 410二次采样所接收的边带数据以产生第一边带数据430。可选地，在接收到第一边带数据430之后，处理电路420可执行这样的二次采样。
RX 410可进一步向设备400的处理电路422提供第一帧数据432，其中第一帧数据432包括或者基于从输入405接收的数据帧的视频数据。例如，第一帧数据432可包括视频数据、控制数据以及不同于第一边带数据430中所表示的数据的分组数据中的一些或全部。在第一帧数据432包括这样的边带数据的情况下，处理逻辑422可屏蔽这样的数据以适应由设备400进行的随后数据帧处理。
在实施例中，处理电路420执行一个或多个操作以基于第一边带数据 430产生第二边带数据434。作为说明而非限制，处理电路420可执行操作以将每个边带数据值不同地分配到设备400的硬件连接器(未示出)的相应信道以便传送输出450。例如，处理电路420可将相同边带值的每个不同采样直接地或间接地分配到不同的对应硬件信道。第二边带数据434的产生可进一步包括处理电路420执行任意多种额外的操作(例如转换、缓冲、排序、同步、调节和/或处理第一边带数据430的值)以提供数据帧的有效帧包含有第二边带数据434以供输出450。
在实施例中，处理电路422执行一个或多个操作以基于第一帧数据432 产生第二帧数据436。作为说明而非限制，处理电路422可执行操作以用于多样地转换、同步、排序、调节或产生视频数据，该视频数据具有依照非压缩视频接口规范的数据帧格式的一个或多个特征。第二帧数据436的产生可包括根据常规技术的一个或多个操作以用于将视频数据和/或控制数据转换为可兼容 HD AV标准的格式。这样的技术超出本公开的范围，并且不限制某些实施例。
第二帧数据436和第二边带数据434可被提供至设备400的处理电路 424(例如处理电路424要产生第二帧且该第二帧包括含有非压缩视频数据和边带数据两者的有效帧的情况)。在实施例中，处理电路424执行一个或多个多路复用操作以使第二边带数据434的各部分与第二帧数据436的各部分不同地交错。处理电路424可向设备400的传送器TX 440提供所得的信号，其中 TX 440传送包含所得的数据帧的输出450。在实施例中，输出450中数据帧的传送依照操作330的传送。
图5A根据实施例示出数据帧500a的元素，其中一个或多个数据帧被转换器设备至少部分地处理。例如，数据帧500a中的一个或多个可由具有转换器设备400的一些或全部特征的设备来产生和进一步处理。在实施例中，数据帧500a中的一个或多个包含于第二帧数据436。
数据帧500a可包括经部分处理的数据帧502a、504a，该数据帧502a、 504a被安排成用于在一个或多个方面多样地符合非压缩视频接口规范所确定的数据帧格式。例如，数据帧502a可包括视频数据530a，该视频数据530a要被包含在最终所得的数据帧的有效帧中。视频数据530a的水平行可被安排成根据特定的数据帧格式支持特定于视频数据的水平行的传输的时序。数据帧504a 可包括类似地安排视频数据535a。
另外或可选地，经部分处理的数据帧502a可包括消隐数据，该消隐数据要被多样地包含在最终所得的数据帧的水平消隐间隔中。在实施例中，这样的消隐数据可被安排成包含于水平消隐间隔中，根据特定的数据帧格式，每个水平消隐间隔跨越水平同步控制信号HSYNC 512(区别数据的水平行)的相应脉冲、在这样的脉冲之前的预定前边沿时期以及在这样的脉冲之后的预定后边沿时期。数据帧504a可包括类似地安排水平消隐数据。
另外或可选地，经部分处理的数据帧502a可包括其他消隐数据，该其他消隐数据要被包含在最终所得的数据帧的垂直消隐间隔中。这样的其他消隐数据可以是根据特定的数据帧格式的垂直消隐间隔所支持的类型的。
在实施例中，非压缩视频接口规范所述的数据帧格式可标识数据帧的垂直消隐间隔要包括总共X个连续水平行的数据，另外，数据帧要进一步包括总共Y个另外的连续水平行的包含视频数据的数据。根据特定的数据帧格式，当垂直数据使能控制信号(由VDE 590表示)被解除断言时指示垂直消隐间隔。数据的Y个连续水平行中的每行可包括相应的水平消隐时期和相应的有效数据时期，例如当水平数据使能控制信号HDE 510未被断言时而VDE512被断言时指示水平消隐时期的情况。在图5A中示出了VDE 590，仅仅为了说明在某些实施例中基于数据帧502a的最终所得数据帧的某些特征将如何脱离特定的数据帧格式。
在图5A中，数据帧502a被示为包括水平行580a，根据特定数据帧格式，该水平行580a包含垂直消隐数据。数据帧504a被示为包括类似的水平行 585a。在实施例中，水平行580a(或水平行585a)包括占位符数据，例如在后续处理中，用边带数据(诸如第二边带数据434)多样地替换该占位符数据。在可选实施例中，数据帧502a可不包括任何这样的水平行580a，例如随后处理是在水平行580a的所示位置对数据帧502a增加边带数据(诸如第二边带数据434)的情况。基于数据帧502a的最终所得数据帧可包括垂直数据使能信号 (例如不同于VDE 590)，或者与该垂直数据使能信号一起传输，该垂直数据使能信号将如此增加的边带数据指示为存在于最终所得数据帧的有效帧中的有效数据。
图5B根据实施例示出由转换器设备处理的数据帧500b的元素。例如，数据帧500b中的一个或多个可由具有转换器设备400的一些或全部特征的设备来产生和进一步处理。在实施例中，数据帧500b包括基于经部分处理的数据帧502a、504a分别产生的数据帧502b、504b。
数据帧502b包括垂直消隐间隔VB 520b，含有总共仅(X-N)个连续水平行的数据。数据帧502b可进一步包括另外(Y+N)个连续行的水平数据，其中每行包含相应的水平消隐数据和相应的有效数据。作为说明而非限制，该(Y+N) 个连续水平行可包括N个水平行，该N个水平行中每行包含相应的水平消隐数据和边带数据SB 540b的相应部分。该(Y+N)个连续水平行可进一步包括Y个水平行，该Y个水平行中每行包含相应的水平消隐数据和视频数据530b中的相应部分。在可选实施例中，用于传输SB 540b的N个水平行和用于传输视频数据530b的Y个水平行可以不同的顺序传送、彼此交错等。
在实施例中，垂直数据使能信号VDE 516指示数据使能时期，用于将 SB 540b（或SB 545b）与视频数据530b（或535b）两者标识为数据帧502b（或504b）的有效数据。HDE 510、VDE 516、HSYNCH 512和VSYNCH 514的相应极性中的每个(例如低电平有效或高电平有效)仅仅是说明性的，并且不限制某些实施例。VDE 516导致了各自具有相应跨度的VB 520b与VB 525b，偏离了文中参考图5A所讨论的数据帧格式。控制信号HDE 510、HSYNCH 512和VSYNCH 514另外可根据数据帧格式支持数据帧502b、504b的传输。
图6示出了描述数据帧的交换的元素的时序图600。时序图600包括 HSYNC 620和VSYNC 630，在功能上分别对应于HSYNC 512和VSYNC 514。时序图600进一步包括数据使能状态DE 610，逻辑上对应于在垂直数据使能控制信号(诸如VDE 516)和水平数据使能控制信号(诸如HDE 510)上的布尔与(Boolean AND)运算的结果。时序图600中示出的多种信号极性仅仅是说明性的，并且可能不完全匹配非压缩视频接口规范所确定的数据帧格式的相应极性。这样的信号极性不限制某些实施例。
时序图600示出说明性312水平行“字段”1的数据帧的交换的元素，例如包括数据帧502b的一些或全部特征。时序图600表示了时序，该时序为用于传输非压缩数字视频的规范(在此示例中，数字576i)所说明的数据帧格式的时序的改进版本。例如，时序图600的高亮区域包括在DE 610有效时的 17个水平行的数据，其中该17个水平行用于边带(SB)数据的传输。但是对于这样的改进时序，根据特定的数据帧格式，DE 610可在这17个行期间保持解除断言，指示了较长的垂直消隐时期，不过不能够支持闭路字幕数据(或某些其他类型的边带数据)的传输。
图6还示出了描述时序图600中表示的数据帧交换的附加元素的时序图605。时序图605包括DE 640、HSYNC 650和VSYNC 660，在功能上分别对应于DE 610、HSYNC 620和VSYNC 630。在实施例中，由特定于数据帧的一个字段的控制信号来指示DE 610、HSYNC620、VSYNC 630，以及由特定于数据帧的另一个字段的控制信号来指示DE 640、HSYNC 650、VSYNC 660。时序图605中示出的多种信号极性仅仅是说明性的，并且可能不完全匹配非压缩视频接口规范所确定的数据帧格式的相应极性。这样的信号极性不限制某些实施例。
时序图605示出说明性313水平行“字段”2的数据帧的交换的元素。时序图600中的字段1的时序与时序图605的字段2的时序之间的偏移由为 HSYNC 620和HSYNC 650示出的相应时间周期编号来说明。时序图605的高亮区域包括在DE 640有效时的17个水平行的数据，其中该17个水平行用于边带(SB)数据的传输。但是对于时序图605中表示的改进时序，根据特定的数据帧格式，DE 640可在这17个行期间保持解除断言的。
图7是根据实施例示出一水平行的有效帧的交换的元素的时序图700。时序图700可表示诸如通信150的通信的特征。例如，由时序图700所示的数据帧可包括数据帧502b或数据帧504b的一些或全部特征。
时序图700示出时钟信号“时钟”710、由说明性的数据0720、数据 1730、数据2740所表示的多个数据信号和数据使能信号DE 750的平行交换。在实施例中，DE 750提供了用于将水平行的水平消隐时期与该水平行的有效数据时期区分开的功能。因此，DE 750的断言(在此示例中，为逻辑高状态)指示数据0720、数据1730、数据2740的相应数据是有效数据，而不是水平消隐数据。
在实施例中，“时钟”710、数据0720、数据1730和数据2740中的一些或全部可被实现为相应的差分信号对。作为说明而非限制，“时钟”710 可在功能上对应于HDMI规范的最小化传送差分信号(TMDS)时钟信号对“时钟+/时钟－”。可选地或另外，数据0720、数据1730和数据2740每个可在功能上对应于这样的HDMI规范的TMDS信号对“数据0+/数据0－”、“数据1+/数据1－”和“数据2+/数据2－”中相应的一个。
颜色空间的相应不同维度(例如红/绿/蓝或YCbCr)中每个可被分配到数据0720、数据1730和数据2740中的相应一个，尽管某些实施例不限于此。例如，数据帧的视频数据可包含多个非压缩像素颜色值，每个非压缩像素颜色值为RGB颜色空间的红色、绿色和蓝色维度中的相应一个。例如在这样的实施例中，蓝色颜色值可经由数据0720来传输，绿色颜色值经由数据1730，而红色颜色值经由数据2740。如时序图700中示出，所示的数据帧的水平行的数据包括作为有效数据而传输的边带数据S0,S1,S2,…,S719，即DE 750是关联于S0,S1,S2,…,S719的传输而被断言的。
在实施例中，数据帧包括边带数据S0,S1,S2,…,S719的经二次采样的版本。例如，在时间0处，数据2740可传输边带数据值S0的第一采样S0 奇(S0Odd)，而数据1730可传输相同的边带数据值S0的第二采样S0偶 (S0Evn)。类似地，在时间1处，数据2740可传输带数据值S1的第一采样 S1奇(S1Odd)，而数据1730可传送相同的边带数据值S1的第二采样S1偶(S1Evn)。经二次采样的边带数据值的这种通信可通过对边带数据值S719采样S719奇、S719偶而延续。在实施例中，由于用于传输这样的有效边带数据，保留了数据信号中的一个(在此示例中，数据0720)。
图8是根据实施例示出数据帧的交换的元素的时序图800。时序图800 示出时序图700所示的数据帧传输的备选的数据帧传输，即时序图800的“时钟”810、数据0820、数据1830、数据2840和DE 850对应于“时钟”710、数据0720、数据1730、数据2740和DE 750的情况。根据实施例，由时序图 800表示的数据帧利用2x像素重复来交换，其中有效边带数据值的传输跨越了“时钟”810的两个循环，而不是时序图700中示出的单个循环跨度。
图9根据实施例示出用于处理数据帧方法900的元素。例如，根据方法900处理的数据帧可包括数据帧502b和/或数据帧504b的一些或全部特征。在实施例中，方法900由实现诸如视频接收器160的功能之类的功能的设备来执行。
方法900可包括操作，该操作经由可与非压缩视频接口规范的物理层需求兼容的硬件互连接收数据帧。在实施例中，非压缩视频接口规范确定了数据帧的格式。该格式可包括总共X个连续水平行的垂直消隐数据以及总共Y个连续水平行的包含视频数据的数据，其中X为第一整数而Y为第二整数。
在实施例中，在910处，接收这样的数据帧包括在数据禁止时期期间接收垂直消隐数据，包括仅接收(X-N)个连续水平行的数据，其中N为第三整数。例如，该数据禁止时期可以是由垂直数据使能信号(诸如VDE 516)指定的时期，例如数据禁止时期是垂直消隐间隔的情况。
方法900可在可选的时期(被称为数据使能时期)期间进一步包括操作920以用于数据帧中其他信息的传输。例如，在930处，操作920可包括接收第一边带数据，包括接收N个水平行的数据。在实施例中，N个水平行中的一些或全部多样地包括相应的边带数据值和相应的水平消隐数据值。在实施例中，在940处，操作920进一步包括接收非压缩视频数据，包括接收Y个水平行的数据。在实施例中，Y个水平行中的一些或全部多样地包括相应的视频数据值和相应的水平消隐数据值。在940处接收的Y个水平行可包括数据帧的所有有效视频数据。
在950处，方法900可进一步包括基于930处接收的第一边带数据与 940处接收的第一非压缩视频数据来产生第二非压缩视频数据。例如，第一非压缩视频数据可包括视频帧的一个或多个像素的相应像素颜色值。在实施例中，产生第二非压缩视频数据包括将第一边带数据值的每一个与视频帧的相应像素相映射或关联。基于这样的映射，对应于这样的像素的第一非压缩视频数据的像素颜色值可被屏蔽、取代或修改。作为说明而非限制，所接收的视频帧的各部分可基于(混合)视频帧的有效边带数据而改变以包括边带数据的视觉表现。
图10示出用于处理根据实施例产生的数据帧的设备1000的元素。设备1000可包括视频接收器160的一些或全部特征。在实施例中，由设备1000 对数据帧的处理可依照方法900。
设备1000可包括接收器电路RX 1010以接收输入1005，该输入1005 包括通信150的一个或多个特征。例如，输入1005可包括数据帧(诸如数据帧502b)。数据帧可进一步包括含有视频数据与边带数据两者的有效数据帧。 RX 1010可包括逻辑以将输入1005的一个或多个部分标识为边带数据。例如， RX 1010的逻辑可被配置为根据数据帧格式的预定时序来标识出特定的N个水平行的有效数据帧是用于传输有效边带数据的。
在实施例中，RX 1010向处理电路1030提供来自所接收的数据帧的有效帧的第一边带数据1020。作为说明而非限制，RX 1010可执行多路分解以分离用于传输到处理电路1030的边带数据。在实施例中，RX 1010处理数据帧中边带数据值的二次采样。可选地，这样的二次采样可被包括在第一边带数据 1020中以供处理电路1030进行处理。
RX 1010可进一步向设备1000的处理电路1032提供第一帧数据1024，其中第一帧数据1024包括不同于有效边带数据(除了有效边带数据以外)的帧数据。例如，第一帧数据1024可包括视频数据、控制数据和分组数据中的一些或全部。在第一帧数据1024包括这样的边带数据的情况下，处理电路1032 可屏蔽这样的数据以适应随后由设备1000进行的数据帧处理。
在实施例中，处理电路1030执行一个或多个操作以基于第一边带数据 1020产生像素数据1022。作为说明而非限制，处理电路1030可执行操作，该操作将边带数据值多样地转换为用于替换、屏蔽或修改数据帧的像素颜色值的信息。例如，这样的信息可包括可选的像素值或用于确定这样的可选的像素颜色的数据。在实施例中，处理电路1032执行一个或多个操作以基于第一帧数据1024的视频数据提供视频数据1026。作为说明而非限制，处理电路1032可执行操作以多样地分离、同步、排列或准备用于HD显示的视频数据。
视频数据1026和像素数据1022可被提供至设备1000的显示引擎 1030，例如显示引擎1030要产生输出1040以提供到HD视频显示硬件(未示出)。在实施例中，显示引擎1030执行一个或多个多路复用操作以使像素数据1022的各部分与视频数据1026的各部分不同地交错。可选地，显示引擎1030 可执行操作以基于像素数据1022的值与视频数据1026的像素颜色值来计算像素颜色值。
图11A-11D根据多个实施例示出多个分组的元素，该多个分组帮助数据帧的传输和/或处理。诸如由图11A-11C所示的那些信息帧(InfoFrames)是数字视频流的传输中的控制分组的通用类型，例如根据HDMI和/或MHL需求。通过将信息帧从源设备传输至接收器设备，源设备可发送描述AV流的功能和/ 或其他特征的信息。诸如由图11D所示的供应商特定数据块(VSDB)通常被接收器使用来与源设备通信以指示接收器设备可支持的供应商特定功能和/或特性。利用这样的信息帧和VSDB信息，接收器与源设备可在一个或多个参数上达成一致，AV数据是根据该一个或多个参数而被包括、被时控、被安排等在数据流中。
常规地，存在有关于视频数据通信的信息帧的两个主类别－用于传输多种类型的设备通用的信息的辅助视频信息(AVI)信息帧类型以及用于传输特殊供应商(制造商)的设备特定的信息的供应商特定信息帧(VSIF)类型。这样的信息帧协定可根据多个实施例适用于帮助作为视频帧的有效数据的边带数据的传输。基于这两个类型的信息帧，接收器设备可通过源设备来标识视频时序以将有效边带数据与有效视频数据彼此区分。
在实施例中，在接收器与源设备之间交换的AVI信息帧包括视频识别码(VIC)值，其每个值被设定为零(0)，指示没有关于视频编码类型的信息被包括在AVI信息帧中，并且指示这样视频编码信息参考VSIF而确定。图11A 示出VSIF的分组报头1100a的元素，提供了这样的视频编码信息。在此示例中，对于VSIF分组报头，分组报头1100a可兼容HDMI格式。
图11B示出用于VSIF分组的内容的格式1100b的元素，该VSIF分组是由分组报头1100a封装的。格式1100b是一个类型的VSIF的一般分组内容结构，例如Silicon Image(矽映电子)特定的信息帧。格式1100b包括字节PB1 至PB3以储存3字节、由IEEE分配的供应商特定组织唯一标识符(OUI)码 (例如用于Silicon Image的0x00D0BD)。当VSIF_类型＝1(PB4)并具有由 SCM_长度(PB5)指示的有效字节时，VSIF的有效载荷可被用于携带边带信道信息(SCM)。VSIF的有效载荷可携带一个或多个SCM子分组，例如在格式1100b 的示例中达到7个子分组(SCM_ID1,…,SCM_ID7)。图11B包括格式1100b 的图例，根据一个实施例示出了SCM识别值SCM_IDx可被如何用于限定相应的SCM类型的示例。
图11C根据实施例示出基于格式1100b的供应商特定信息帧分组 1100c的元素，该供应商特定信息帧分组1100c是用于帮助有效帧中边带数据的传输。VSIF分组1100c可与对应的AVI信息帧一起发送，例如具有全被设定为零(0)的多个VIC。VSIF分组1100c可包括SCM标识符字段SCM_ID，当它被设定为一(0x01)时指示除了任何视频数据以外，边带数据也被包括在数据帧中作为有效数据(例如数据帧的垂直消隐时期的外面)。在图11C的示例中，VSIF分组1100c包括视频格式识别码字段VIC0,…,VIC6，在实施例中，传输由CEA 861-D规定的视频格式信息。VSIF分组1100c可进一步包括(例如在字节PB9中)“具有有效VBI的最后行编号”字段，用于标识在Vsync 脉冲之后包括有效边带数据(本文中也被称为有效VBI数据)的数据帧的最后水平行的编号。
图11D根据实施例示出另一个供应商特定数据块(VSDB)1100d的元素，进一步帮助有效帧中的边带数据的传输。VSDB 1100d可被视频接收器设备发送以将扩展显示识别数据(EDID)传输至相应的视频源设备。诸如VSDB 1100d的EDID可被用于指示接收器设备的源设备显示能力。当请求时，EDID 信息可被提供至源设备(例如在来自接收器设备的VSDB中)，用于让源设备确定信息是否和/或如何可在链路上发送。例如，VSDB 1100d可通知接收器设备包括用于处理数据帧的有效数据部分中提供的边带数据的功能。在图11D的说明性示例中，VSDB 1100d可兼容用于具有相同的OUI编码的供应商特定数据块的HDMI格式。
例如，与VSIF类似(它从源设备被发送到接收设备)，VSDB 1100d 可包括OUI字段以区分特定的供应商。可选地或另外，VSDB 1100d的长度字段可指示数据块的总长度。例如在实施例中，VSDB 1100d可包括相应的字段以指示接收器设备是否支持原始VBI功能等。作为说明而非限制，如果接收器设备在数据帧的有效帧中支持2x过采样的VBI原始数据，则可设定支持_原始 VBI(Supports_RawVBI)。在实施例中，VSDB 1100d进一步包括“具有有效VBI 的第一行编号”字节以标识在Vsync脉冲之后包括有效边带数据的数据帧的第一水平行的编号。
本文描述了用于提供音频/视频通信的技术和架构。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了众多特定细节以便提供对某些实施例的全面理解。然而，对本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也能实践某些实施例。在其他情况下，以框图形式示出了多个结构和设备以避免难以理解本说明书。
在本说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的引用表示结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书中的不同位置处出现短语“在一个实施例中”不一定全都指同一个实施例。
根据对计算机存储器内的数据位的操作的算法和符号表示来呈现本文详细说明书的一些部分。这些程序性描述和表示是由计算领域技术人员使用的方法以便最有效地将它们工作的实质传达给本领域其他技术人员。算法在此一般被理解为产生所需结果的自相一致的步骤序列。这些步骤是需要对物理量进行物理操控的那些步骤。通常但非必须，这些量采用能够被存储、转移、组合、比较、以及以其他方式操控的电信号或磁信号的形式。主要出于普通用途的原因，有时将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、项、数字等被证明是方便的。
然而，应当铭记，所有这些和类似术语都与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便标记。除非明确指明，否则如从本文讨论显而易见的，要理解，在全文中利用诸如“处理”或“计算”或“运算”或“确定”或“显示”等术语的讨论，指的是计算机系统或类似电子计算设备的动作和进程，操纵在该计算机系统的寄存器和存储器内表示为物理(电子)量的数据并将其转换成在该计算机系统存储器或寄存器或其它这样的信息存储、传送或显示设备内类似地表示为物理量的其它数据。
某些实施例还指的是用于执行本文操作的装置。此装置可被专门构造以用于所需目的，或其可包括通用计算机，该通用计算机由储存在该计算机内的计算机程序选择性地激活或重新配置。这种计算机程序可被储存在计算机可读存储介质中，这些计算机可读存储介质诸如但不限于：任何类型的盘，包括软盘、光盘、CD-ROM和磁光盘；只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)，诸如动态RAM(DRAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡；或适用于储存电子指令的任何类型的介质；并且它们都耦合到计算机系统总线。
这里呈现的算法和显示并非固有地相关于任何特定计算机或其他装置。可以将各种通用系统与根据本文教示的程序一起使用，或可以证明构造更专门的装置来执行所要求的方法步骤是方便的。多种这些机器的所需结构将从本说明书中呈现。另外，某些实施例不是参考任意特定编程语言来描述的。将理解的是，多种编程语言可被用于实现本文所述的这些实施例的教示。
除了本文描述的，可对所披露的实施例及其实现作出多种修正而不脱离其范围。因此，本文中的图示和示例应该被解释为说明性的而不是限制性的意义。本发明的范围应该参考所附权利要求书来单独地度量。

Claims (20)

1.一种设备，包括：
第一电路，接收第一数据帧的第一边带数据和所述第一数据帧的第一视频数据，其中所述第一电路在第一垂直消隐时期期间接收所述第一边带数据；
第二电路，基于所接收的第一数据帧来产生第二数据帧；以及
第三电路，经由可兼容接口规范的物理层需求的硬件互连来传送所述第二数据帧，其中所述接口规范包括数据帧格式，所述数据帧格式包含总共X个连续水平行的垂直消隐数据和总共Y个连续水平行的含有视频数据的数据，所述第三电路传送所述第二数据帧包括：
在数据禁止时期期间，所述第三电路传送垂直消隐数据，其中所述第三电路仅传送(X-N)个连续水平行的数据；以及
在数据使能时期期间：
所述第三电路传送基于所述第一边带数据的第二边带数据，其中所述第三电路传送N个水平行的数据；以及
所述第三电路传送非压缩视频数据，其中所述第三电路传送Y个水平行的数据，其中X为第一整数，Y为第二整数，而N为第三整数。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第三电路传送所述第二边带数据包括所述第三电路传送边带数据值的二次采样。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述硬件互连包括三个数据信号线，以及在所述三个数据信号线之中，所述第三电路仅利用两个数据信号线来传送所述第二边带数据。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述接口规范为高清晰度多媒体接口规范或移动高清晰度连接规范。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二边带数据包括闭路字幕数据或图文电视数据。
6.一种设备，包括：
第一电路，经由可兼容接口规范的物理层需求的硬件互连来接收第一数据帧，其中所述接口规范包括数据帧格式，所述数据帧格式包含总共X个连续水平行的垂直消隐数据和总共Y个连续水平行的含有视频数据的数据，所述第一电路接收所述第一数据帧包括：
在数据禁止时期期间，所述第一电路接收垂直消隐数据，其中所述第一电路仅接收(X-N)个连续水平行的数据；以及
在数据使能时期期间：
所述第一电路接收第一边带数据，其中所述第一电路接收N个水平行的数据；以及
所述第一电路接收第一非压缩视频数据，其中所述第一电路接收Y个水平行的数据，其中X为第一整数，Y为第二整数，而N为第三整数；以及
第二电路，基于所述第一非压缩视频数据和所述第一边带数据产生第二非压缩视频数据。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述第一电路接收所述第一边带数据包括所述第一电路接收边带数据值的二次采样。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述硬件互连包括三个数据信号线，以及在所述三个数据信号线之中，所述第一电路仅利用两个数据信号线来接收所述第一边带数据。
9.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述接口规范为高清晰度多媒体接口规范或移动高清晰度连接规范。
10.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述第一边带数据包括闭路字幕数据或图文电视数据。
11.一种方法，包括：
接收第一数据帧的第一边带数据和所述第一数据帧的第一视频数据，其中在第一垂直消隐时期期间接收所述第一边带数据；
基于所接收的第一数据帧来产生第二数据帧；以及
经由可兼容接口规范的物理层需求的硬件互连来传送所述第二数据帧，其中所述接口规范包括数据帧格式，所述数据帧格式包含总共X个连续水平行的垂直消隐数据和总共Y个连续水平行的含有视频数据的数据，传送所述第二数据帧包括：
在数据禁止时期期间，传送垂直消隐数据，包括传送仅(X-N)个连续水平行的数据；以及
在数据使能时期期间：
传送基于所述第一边带数据的第二边带数据，包括传送N个水平行的数据；以及
传送非压缩视频数据，包括传送Y个水平行的数据，其中X为第一整数，Y为第二整数，而N为第三整数。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，传送所述第二边带数据包括传送边带数据值的二次采样。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述硬件互连包括三个数据信号线，以及在所述三个数据信号线之中，传送所述第二边带数据包括仅利用两个数据信号线来传送。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述接口规范为高清晰度多媒体接口规范或移动高清晰度连接规范。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二边带数据包括闭路字幕数据或图文电视数据。
16.一种方法，包括：
经由可兼容接口规范的物理层需求的硬件互连来接收第一数据帧，其中所述接口规范包括数据帧格式，所述数据帧格式包含总共X个连续水平行的垂直消隐数据和总共Y个连续水平行的含有视频数据的数据，接收所述第一数据帧包括：
在数据禁止时期期间，接收垂直消隐数据，包括接收仅(X-N)个连续水平行的数据；以及
在数据使能时期期间：
接收第一边带数据，包括接收N个水平行的数据；以及
接收第一非压缩视频数据，包括接收Y个水平行的数据，其中X为第一整数，Y为第二整数，而N为第三整数；以及
基于所述第一非压缩视频数据和所述第一边带数据产生第二非压缩视频数据。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，接收所述第一边带数据包括接收边带数据值的二次采样。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述硬件互连包括三个数据信号线，以及在所述三个数据信号线之中，接收所述第一边带数据包括仅利用两个数据信号线来接收。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述接口规范为高清晰度多媒体接口规范或移动高清晰度连接规范。
20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一边带数据包括闭路字幕数据或图文电视数据。
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